tối ưu hóa chất lượng phủ sóng mạng di động

Báo cáo Bài tập lớn : Hệ thống viễn thông. Đề tài: Tối ưu hóa chất lượng phủ sóng mạng di động. Nhóm : 7 Sinh viên : 1. Đinh Văn Nhâm 20109345 2. Lê Quang Vương 3. Phan Thu Trang 4. Cấn Huy Hoàng 5. Nguyễn Đức Minh Contents Trong 5 tuần đầu , nhóm chúng em đã làm được những công việc sau : - Kiến thức tổng quan về mạng di động. - Tìm hiểu “ Tối ưu hóa” là gì , tại sao phải tối ưu mạng di động ? - Hiểu về quy trình tối ưu hóa , các thông số KPI để đánh giá chất lượng mạng. Như vậy trong báo cáo này , chúng em sẽ chia làm 3 phần với nội dung đã nêu ở trên. Những công việc nhóm em sẽ hoàn thành trong thời gian tới là : - Phần 1 :TỔNG QUAN THÔNG TIN DI ĐỘNG . 1. Sơ đồ cấu trúc mạng di động Viettel Mạng di động của Viettel có thể chia làm 4 lớp sau: • Lớp người dùng: Gồm thiết bị đầu cuối người dùng, thiết bị di động… • Lớp truy nhập: Gồm các trạm BTS, BSC(2G), NodeB, RNC (3G). • Lớp lõi: Gồm có khối chuyển mạch MSC+MGW(media gateway), các nút hỗ trợ GPSR (SGSN, GGSN), HLR, STP… • Lớp ứng dụng: Các chương trình ứng dụng trên mạng di động như OCS, SMS,MCA, BGM… Sơ đồ cấu trúc mạng di động Viettel được thể hiện sơ lược qua mô hình cấu trúc dạng lớp sau: Hình 2.1 - Mạng di động Viettel. 2. Chức năng của các thành phần trong mạng di động Viettel Trong phần này trình bày chức năng của một số thành phần chính trong mạng di động Viettel: 2.1. Lớp người dùng Thiết bị di động và đầu cuối người dùng • ME (mạng 2G): Đây là máy điện thoại di động, kết nối với BTS qua giao diện Um. • UE (mạng 3G): Đây không chỉ là điện thoại di động mà còn có thể là các thiết bị đầu cuối truy nhập internet như modem (Dcom 3G, homegateway), kết nối với Node B qua giao diện Uu. 2.2. Lớp truy nhập 2.2.1. BTS (mạng 2G) • Chức năng: BTS thực hiện nhiều chức năng như: Thu phát vô tuyến, ánh xạ kênh logic vào kênh vật lý, mã hóa/giải mã… • Kết nối với BSC qua giao diện Abis. • Tần số sử dụng: 900MHz hoặc 1800MHz. 2.2.2. BSC Là khối chức năng điều khiển, giám sát các BTS, quản lý t ài nguyên vô tuyến trong hệ thống, thực hiện một số chức năng như: • Quản lý một số trạm BTS. • Quản lý mạng vô tuyến: Xử lý các bản tin báo hiệu, điều khiển…. • Quản lý kênh vô tuyến: Ấn định, khởi tạo, giải phóng kênh vô tuyến. • Quản lý chuyển giao. • Tập trung lưu lượng. • Kết nối với MSCqua giao diện A, sử dụng giao thức BSSAP cho dịch vụ thoại. BTS kết nối đến SGSN qua giao diện Gb cho dịch vụ data . 2.2.3. Node B (mạng 3G) • Chức năng: NodeB thực hiện một số chức năng như: Quản lý tài nguyên vô tuyến,điều khiên công suất sao cho tín hiệu nhận được từ các đầu cuối người dùng là tương đương… • Kết nối với RNC qua giao diện Iu bằng mạng Metro Ethernet hoặc IP trên SDH. • Tần số: 2110 –2170 MHz. 2.2.4. RNC RNC thực hiện một số các chức năng sau: • Quản lý một số NodeB và điều khiển các tài nguyên của chúng như: Cấp phát, giải phóng kênh, cấp phát tài nguyên. • Một nhiệm vụ quan trọng nữa của RNC là bảo vệ sự bí mật và toàn vẹn. Sau thủ tục nhận thực và thỏa thuận khóa, các khóa bảo mật và toàn vẹn được đặt vào RNC. • RNC kết nối với nhau qua giao diện Iub. RNCđược nối đến lớp lõi bằng hai kết nối, một kết nối tới MGW –MSC Server bằng giao diện Iu-CS(luồng thoại) và một kết nối đến SGSNbằng giao diện Iu-PS (luồng data). 2.3. Lớp lõi 2.3.1. MSC (MGW + MSC Server) MSC có trách nhiệm kết nối và giám sát cuộc gọi đến MS và từ MS đi. Có nhiều chức năng được thực hiện trong MSC như: • Quản lý di động. • Quản lý chuyển giao. • Xử lý cuộc gọi. • Xử lý tính cước. • Tương tác mạng (IWF –Internet Working Functions): G -MSC Các MSC có giao diện kết nối với các BSC, RNC quacác luồng STM1 hoặc các luồng GE(IP), Giao diện báo hiệu của MSC với BSC sử dụng giao thức BSSAP . Giao diện kết nối MSC với các thành phần mạng core khác như MSC khác, STP, HLR, GMSC bằng các giao diện IP trên mạng MPBN, các giao thức sử dụng gồm SCCP, ISUP, MAP, CAP của báo hiệu số 7. 2.3.2.SGSN Là nút chính trong miền chuyển mạch gói, chịu trách nhiệm cho tất cả các kết nối PS của tất cả các thuê bao. SGSN chứa thông tin đăng ký thuê bao và thông tin vị trí thuê bao. Kết nối đến BSC qua giao diện Iu-CS dành cho thoại, kết nối đến RNC qua giao diện Iu-PS, kết nối với HLR/Auc qua giao diện Gr (sử dụng báo hiệu MAP) và kết nối với GGSN qua giao diện Gn+. 2.3.3.GGSN Là một nút cổng dữ liệu giữa mạng PS kết nối với mạng internet, các dữ liệu truyền từ thuê bao ra mạng ngoài đều qua GGSN. GGSN cũng chứa thông tin đăng ký và thông tin vị trí thuê bao. Giao diện kết nối đến mạng internet qua router P của mạng Internet. 2.3.4. GMSC Là MSC có chức năng cổng để nối ra các mạng ngoài như PSTN. Tổng đài GMSC có giao diện kết nối với ngoại mạng cho cả di động và cố định qua giao diện kết nối là các STM1. Các giao diện này sử dụng ISUP báo hiệu số 7. GMSC kết nối tới MSC sử dụng giao thức báo hiệu như: MAP, ISUP, kết nối đến HLR/Auc sử dụng giao thức báo hiệu MAP,kết nối tới tổng đài quốc tế IGW. 2.3.5. HLR/AuC Là cơ sở dữ liệu thông tin về thuêbao và nhận thực thuê bao. HLR/AuC kết nối đến GMSC qua giao diện C (dùng báo hiện MAP). Ngoài ra, HLR còn kết nối đến VLR (Vistor Location Register – Bộ ghi định vị khách) qua giao diện D (sử dụng báo hiệu MAP).HLR/AuC lưu giữ các thông tin như: • Các số nhận dạng IMSI, MSISDN. • Các mã khóa các nhân Ki • Các thông tin về thuê bao. • Danh sách các dịch vụ mà MS được/hạn chế sử dụng. • Số hiệu VLR đang phục vụ MS. 2.3.6. STP(Signaling Tranfer Point –Điểm trung chuyển báo hiệu) Chức năng chính của STP là chuyển tiếp các bản tin báo hiệu (hay chức năng định tuyến báo hiệu). STP là một bộ chuyển mạch gói hoạt động như một hub gửi các bản tin báo hiệu tới các STP, SCP hay SSP khác. STP định tuyến các bản tin th ông qua việc kiểm tra thông tin định tuyến được gắn kèm với mỗi bản tin báo hiệu và gửi chúng tới điểm báo hiệu cần thiết.Thay vì các node mạng lõi đấu nối báo hiệu trực tiếp vớinhau tạo ra một mạng mesh phức tạp, STP sẽ đóng vai trò node trung tâm trongmạng báo hiệu, quản lý mạng báo hiệu trong sáng hơn. *) Mạng CS cho các cuộc gọi về thoại: UE => NodeB => RNC =>MSC server => *) Mạng PS cho các cuộc gọi về data: UE=> NodeB => RNC => SGSN => GGSN => Mạng internet. 2.4. Lớp ứng dụng Thực hiện chức nănglà giao diện kết nối giữa các mạng khác nhau, cung cấp các dịch vụ trên nền di động như: OCS, MCA, BGM, CRBT… • OCS: Hệ thống tính cước thuê bao trả trước. • SMSC: Hệ thống tin nhắn. • MCA (Misscall Alert System): Hệ thống cảnh báo cuộc gọi nhỡ. • BGM (Background Music): Hệ thống nhạc nền. • CRBT (Colour Ringback Tone): Hệ thống nhạc chuông chờ. Phần 2 : Tối ưu hóa là gì ? Lý do thực hiện tối ưu hóa. Hiện nay, Việt Nam đã có 6 nhà cung cấp dịch vụ di động. Để đứng vững và khẳng định được thương hiệu trên thị trường, nhà cung cấp dịch vụ không chỉ quan tâm đến một định hướng phát triển lâu dài, sự thay đổi về tư duy kinh doanh hay những phát kiến đột phá về mặt công nghệ mà điều quan trọng nhất là họ phải quan tâm đến chất lượng dịch vụ bởi đó là tiêu chí để họ chiếm được tình cảm và sự ưu ái của khách hàng. Do đó , tối ưu mạng viễn thông chính là công việc được các nhà mạng quan tâm hang đầu hiện nay. 2.1 Tối ưu mạng di động : là tất cả các hoạt động tác động đến mạng mạng di động (phân hệ BSS) một cách trực tiếp hoặc gián tiếp để đạt được trạng thái hoạt động của mạng vô tuyến một cách tốt nhất có thể. Tối ưu mạng di động không chỉ là phân tích các dữ liệu của mạng (bao gồm các BTS, các BSC ) , để đưa ra các yêu cầu tác động vào hệ thống mà còn liên quan đến các công việc Khảo sát, Thiết kế, Lắp đặt, Vận hành hệ thống .v.v Do đặc thù của môi trường truyền dẫn là vô tuyến và do yều cầu phát triển mạng lưới luôn luôn biến động từng ngày nên Tối ưu mạng di động là hoạt động thường xuyên, liên tục, kéo dài cùng với sự tồn tại và phát triển của hệ thống. 2.2 Mục đích chủ yếu của việc tối ưu hoá mạng là để duy trì và cải thiện toàn bộ chất lượng và dung lượng hiện thời của mạng di động. Mục đích của việc tối ưu là để đạt được 1 hay các mục đích như sau:  Để nhận diện chính xác các suy giảm hiệu suất mạng. Các suy giảm này được nhận diện qua việc giám sát liện tục các KPIs của mạng đã được định nghĩa hay qua các phản ánh của khách hàng.  Khi bắt đầu thiết kế mạng, chất lượng của dịch vụ(QoS) phải được đề nghị đến khách hàng. Tối ưu để chắc chắn hiệu suất mạng được duy trì với chất lượng dịch vụ không thay đổi.  Để làm cho mạng hiện tại có hiệu suất cao hơn 2.3 Các lý do của việc thực hiện quá trình tối ưu mạng: - Sau khi hoàn thành triển khai mạng, phát hiện lỗi khi giám sát KPIs do việc hoạch định ban đầu không tốt bởi tín hiệu đường truyền vô tuyến thật sự không như công cụ thiết kế dự đoán do cơ sở dữ liệu đầu vào đề thiết kế không chính xác và phân bố tải lưu lượng thật sự thì khác so với các dự đoán dựa trên các thống kê khi thiết kế. - Do việc bổ sung các tính năng, dịch vụ mới (ví dụ: dịch vụ tin nhắn SMS/GPRS/EDGE) trong nổ lực để giới thiệu dịch vụ mới với ảnh hưởng nhỏ nhất đến chất lượng dịch vụ hiện tại và nhỏ nhất chi phí đầu tư bổ sung. - Tối ưu để hiệu chỉnh các vấn đề được nhận diện làm giảm hiệu suất mạng sau khi kiểm tra (Audit) mạng. - Thực hiện hiệu chỉnh, tối ưu khi giám sát nhận diện đặc tính chất lượng mạng KPIs suy giảm. - Cải thiện hiệu suất mạng để đạt được các yêu cầu kinh doanh. - Do lưu lượng ngày càng tăng, cấu trúc mạng thay đổi nhanh chóng và ngày càng phức tạp. - Tinh chỉnh, thay đổi các tham số hoạt động mạng như tăng giảm vùng phục vụ cell bằng các thay đổi tham số chuyễn giao, thay đổi góc ngẩng anten, tăng, giảm công suất phát, Phần 3: Tìm hiểu về quy trình tối ưu hóa , các thông số KPI để đánh giá chất lượng mạng. 3.1 Quy trình tối ưu hóa : [...]... lượng mạng Quá trình nhận di n vấn đề, thực thi những tác động tối ưu và kiểm tra kết quả được xem như quá trình tối ưu hoá mạng 3.2.1 Định nghĩa và các dấu hiệu vấn đề vùng phủ a Định nghĩa: vùng phủkém là mạng hay cell có mức tín hiệu thu và chất lượng thu kém ở cùng khu vực tại cùng thời điểm b Các dấu hiệu: • Khách hàng phản ánh rớt cuộc gọi hay mất sóng • Các bộ chỉ thị chất lượng dịch vụ của hệthống... cốmới Lưu ý quá trình kiểm tra cần được thực hiện cẩn thận ( đầu tiên ởmức TRX/cell, đến cluster, sau đó là toàn mạng ) Chính vì vậy tối ưu mạng GSM là một quy trình khép kín không có điểm kết thúc Trong quá trình thực hiện có thểlinh động kết hợp các giai đoạn với nhau Có thể chia làm 2 quá trình chính:  Quá trình giám sát và phân tích được xem như quá trình quản lý đặc tính  chất lượng mạng Quá... > 5%  ™ Mức tín hiệu thu kém (RxLev 4 • Thống kê từ OMC_R hay giao di n A:  ™ Lưu lượng cao đột xuất do cuộc gọi lặp lại • Thông tin từ hệ thống cước:  ™ Phát hiện tỉ lệ cuộc gọi gọi lại cao 3.2.3 Các nguyên nhân tiêu biểu của vấn đề vùng phủ ™ Nếu vùng phủ thật sự không như mô phỏng bởi các công cụ hoạch định mạng vô tuyến: • Kiểm tra hệthống anten • Tăng hay... file đo kiểm Driving Test, phản ánh từ khách hàng Phổ biến nhất là xem xét các thống kê thông số của mạng mỗi ngày, các cảnh báo (từ OMC), và RNO hỗtrợviệc giám sát thường xuyên các cells kém chất lượng hay các cells có lưu lượng cao qua các chỉ sốKPIs ( Key Performance Indicators – Các chỉ số biểu di n chính ) • ™ Phân tích dữ liệu: Dĩ nhiên việc phân tích một cách chính xác và rõ ràng sẽ giúp cho... Các bộ chỉ thị giao di n A  Tỉ lệ bản tin Clear Request cao, nguyên nhân thất bại ở giao di n vô tuyến 3.2.2 Phân tích, kiểm tra, đánh giá vấn đềvùng phủ ™ Phụthuộc vào nguồn thông tin chúng ta có: • Các thống kê đo đạc vô tuyến:  ™ Ma trận (RxLevel, RxQuality) Các bộ đếm liên kết vô tuyến  ™ Sốcuộc gọi với vùng phủDL/UL kém (RxLev kém, RxQual kém) • Giao di n Abis:  ™ Chất lượng kém > 5%  ™ Mức.. .Tối ưu mạng GSM là một quy trình khép kín không có điểm kết thúc Tạm thời có thểchia thành các bước chính: Giám sát -> Phân tích dữliệu-> Nhận di n lỗi/ Thực thi các thay đổi -> Kiểm tra -> Giám sát • ™ Giám sát: Có thể theo dõi sự hoạt động của mạng bằng những cách khác nhau, ví dụ sử dụng các tham số mạng, các cảnh báo, các log file đo kiểm Driving... thể để khắc phục sự cố: thay đổi tần số, tinh chỉnh tilt, azimuth, neighbours, các tham s mạng, reset cards hoạt động kém hiệu quả, kiểm tra anten, feeder, nguồn, công suất phát, thay cards hỏng, … ™ Kiểm tra : Khâu này rất quan trọng để kiểm tra lại tính đúng đắn của các hành động khắc • phục trên ( Vì những tác động đó không phải lúc nào cũng hoàn toàn đúng, có thể khắc phục được sự cố, có thể không... phủ ™ Nếu vùng phủ thật sự không như mô phỏng bởi các công cụ hoạch định mạng vô tuyến: • Kiểm tra hệthống anten • Tăng hay ngẩng góc down-tilt anten • Kiểm tra công suất phát tối đa BTS ™ Nếu vùng phủ thật sự như mô phỏng: • Lưu lượng indoor được điều khiển bởi các phượng đặc biệt • Nếu điểm lõm gần biên cell, xoá chuyển giao ra ngoài ... càng sớm càng tốt ngay khi sự cố xuất hiện trong mạng Ngoài tất cả các công cụ(Tools) hỗ trợ hiện có, quá trình phân tích cũng nên sử dụng các bộ đếm counters và các chỉ sốKPIs Phương pháp chính là xác định thời điểm bắt đầu xuất hiện sự cốvà tìm cách giải quyết triệt để • ™ Nhận di n lỗi, thực thi các thay đổi: Sau khi phân tích, cần phải đưa ra những hành động cụ thể để khắc phục sự cố: thay đổi tần . thức tổng quan về mạng di động. - Tìm hiểu “ Tối ưu hóa là gì , tại sao phải tối ưu mạng di động ? - Hiểu về quy trình tối ưu hóa , các thông số KPI để đánh giá chất lượng mạng. Như vậy trong. hiện nay. 2.1 Tối ưu mạng di động : là tất cả các hoạt động tác động đến mạng mạng di động (phân hệ BSS) một cách trực tiếp hoặc gián tiếp để đạt được trạng thái hoạt động của mạng vô tuyến. việc tối ưu hoá mạng là để duy trì và cải thiện toàn bộ chất lượng và dung lượng hiện thời của mạng di động. Mục đích của việc tối ưu là để đạt được 1 hay các mục đích như sau:  Để nhận di n chính